内容正文:
第十一章 植物的光合作用和呼吸作用
第1节 植物的光合作用
学习目标
目标
01
02
03
通过模拟实验“绿叶在光照下能够合成淀粉”,理解植物在光照下通过光合作用合成了淀粉。
通过模拟实验“绿叶在光照下能够释放氧气”,理解植物的光合作用能释放氧气。
通过学习光合作用的发现历程,了解植物光合作用需要的原料。
情景导入
“日晴桑叶绿宛宛,春蚕忽忽都成茧。”以桑为食的蚕,在获得叶片中的有机物后方能吐丝结茧。当灿烂的阳光照耀着植物时,正是叶片吸收光能,合成有机物的奇妙时刻。展开光合作用研究的历史长卷,我们会看到众多科学家设计了很多精妙实验,探究这一发生在植物体内的生理过程。
科学家是如何通过实验探究光合作用的?植物的光合作用又蕴含着怎样的奥秘?
17世纪以前,人们普遍认为植物生长需要的物质全部来自土壤。
(1)本实验的结论是什么?
(2)你认为海尔蒙特的实验设计存在什么问题?(从植物 生活环境的角度思考)
忽略了空气,阳光,温度……
植物生长的原料是从水中得到的,树木只要有水就能生长发育。
柳树苗质量增加了约75 kg,土壤质量只减少了约60 g。
17世纪,比利时人海尔蒙特的柳树苗实验
海尔蒙特的柳树苗实验示意图
光合作用的原料
18世纪70年代,英国人普利斯特利做了一项著名的实验:
思考:本实验的结论是什么?
植物可以“净化”空气。
一段时间后,小鼠死亡
一段时间后,小鼠仍活着
光合作用的原料
光合作用的原料
思考:本实验的结论是什么?
只有植物的绿色部分受到光照时,植物才能“净化”空气。
荷兰人英格豪斯在普利斯特利实验的基础上进行了多次实验:
一段时间后,小鼠死亡
一段时间后,小鼠仍活着
后来许多科学家的研究发现植物“净化”空气的原因是:
植物叶片在光照下吸收二氧化碳并释放氧气。二氧化碳是植物光合作用必不可少的原料。
光合作用的原料
水生植物伊乐藻的叶片在光照下释放氧气
19世纪初,一位瑞士科学家通过实验发现:
绿色植物在光照下消耗水
水是光合作用的原料
光合作用的原料
光合作用的产物
大米、马铃薯、莲藕、玉米等富含淀粉,是人们餐桌上的常见食物。
淀粉是植物体内普遍存在的、贮存着大量能量的有机物。
大米
马铃薯
莲藕
玉米
1.淀粉遇碘变蓝色。
2.叶绿素不溶解于水,但可以溶解于酒精中。
3.酒精燃点较低,即燃烧时所需温度较低。
实验目标
验证绿叶在光照下能够合成淀粉
黑色纸片,回形针,小烧杯,大烧杯,培养皿,酒精灯,三脚架,陶土网,剪刀,镊子,火柴,盆栽的天竺葵,清水,酒精,碘液等。
实验器材
实验:绿叶在光照下能够合成淀粉
背景知识解读
天竺葵
光合作用的产物
光合作用的产物
实验步骤
思考:对叶片为什么要暗处理?
目的:暗处理后,天竺葵的叶片中一般不再含淀粉。因为天竺葵在黑暗处把叶片中的淀粉全部运走或耗尽,这样实验中用碘液检测到的淀粉是叶片光合作用重新积累的,避免干扰实验结果。
把一盆生长旺盛的天竺葵放到黑暗处或罩上黑色塑料袋,进行一昼夜的暗处理。
1.暗处理
1.暗处理一昼夜
光合作用的产物
思考:叶片为什么要部分遮光?
目的:让叶的一部分不能照射到光线,另一部分能照射到光线,遮光部分与未遮光部分形成对照实验。
经过暗处理的天竺葵的部分叶片,从上、下两面用小于叶片的黑色纸片遮盖起来,并用回形针固定。
2.部分遮光
2.叶片上下两面部分遮光
实验步骤
光合作用的产物
思考:遮光后为什么又照光?
目的:没有用黑纸遮盖的部分可以在光下进行光合作用。这样做是为了在后面的实验中验证光合作用的产物。
放在阳光下照射一段时间。
3.重新照光
注意:光照时间不能太短,否则积累的淀粉太少。
3.照光一段时间
实验步骤
4.酒精脱色
(1)摘下被遮盖的叶片,取下纸片,观察叶片的颜色有无变化。(2)把叶片放入盛有适量酒精的小烧杯中。
(3)将小烧杯放入盛有适量热水的大烧杯中,水浴加热。
(4)观察叶片的颜色变化。
光合作用的产物
实验步骤
4.酒精脱色
4.酒精脱色
思考:脱色后酒精的颜色怎样变化?
脱水后酒精变绿。
思考:酒精脱色到什么程度?脱色的目的是什么?
酒精脱色到叶片呈现黄白色。目的是使叶绿素溶解于酒精中,叶片不再显示绿色,从而使显色更明显。
思考:酒精为什么要隔水加热?
目的:酒精是易燃、易挥发的物质,直接加热容易引起爆炸。
脱色后叶片
脱色后酒精
光合作用的产物
实验步骤
思考:第一次漂洗的目的是什么?
稍停片刻,用清水冲洗掉碘液,观察叶片的颜色变化。
思考:第二次漂洗的目的是什么?
目的:洗去碘液,避免其他颜色的干扰或影响。
5.漂洗、滴加碘液
用镊子取出叶片,用清水轻轻冲洗干净,再放入培养皿,向叶片上滴加碘液。
目的:洗去酒精,避免酒精对染色的干扰。
光合作用的产物
实验步骤
5.滴加碘液
6.显色
6.显色
光合作用的产物
实验记录表
植株的部位 现象
叶片未遮光部分
叶片遮光部分
思考:根据实验观察到的现象,你能得到出什么结论?
黄白色叶片变成蓝色
黄白色叶片没有变成蓝色
结论:植物在光照下通过光合作用合成了有机物。
植物的光合作用除了合成淀粉等有机物,还会生成其他物质吗?
光合作用的产物
1.氧气难溶于水,常用排水法收集氧气。
2.氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃。
背景知识解读
实验目标
验证绿叶在光照下能够释放氧气
实验器材
漏斗,烧杯(直径比漏斗稍大),试管,细木条,火柴,金鱼藻,清水等。
实验:绿叶在光照下能够释放氧气
光合作用的产物
实验步骤
1.取适量的金鱼藻放在盛满清水的烧杯中,用漏斗反扣住。
2.在漏斗颈上倒扣一支装满水的试管。
3.将装置移到光照下,放置一段时间,观察发生的现象。
4.待试管内液面降到比烧杯内液面低时,使试管保持倒立竖直状态,将其从漏斗的颈部取下,不要脱离清水,在液面下用拇指堵住试管口,反转试管,使试管口向上。
5.松开拇指,将带火星的细木条迅速插入试管内,观察发生的现象。
注意:点燃细木条时应注意安全。
实验:绿叶在光照下能够合成淀粉
金鱼藻在光照下释放氧气的实验装置
光合作用的产物
思考:这一装置移到光下照射一段时间后会出现什么现象?
思考:将快要熄灭的细木条插进试管内,观察到什么现象?
思考:这说明了什么问题?
实验现象
结论:植物的光合作用能释放氧气。
试管内出现气泡,液面会下降。
现象:细木条复燃。
植物通过 (场所),利用 ,把 和 合成为贮存能量的 ,同时释放出 的过程,叫做光合作用。
叶绿体
光能
二氧化碳
水
有机物
氧气
光合作用的实质:
光合作用的产物
植物光合作作用过程示意图
水
有机物
氧气
二氧化碳
光合作用的基本过程:
二氧化碳 + 水
光能
有机物(贮存能量)+氧气
叶绿体
光合作用的物质转化:
无机物转化为有机物
(二氧化碳和水)
(淀粉等)
光合作用的能量转化:
光能转化为化学能
贮存在有机物中
光合作用的产物
科学家估计,如果按照每年地球上植物合成4.4×1011 t的有机物计算,贮存在这些有机物中的能量约为7.1×1018 kJ。
小资料
植物通过光合作用合成的有机物,不断被运输到各个组织、器官,为自身和其他生物的生命活动提供物质和能量。
生态瓶
光合作用的产物
课堂小结
实质:合成有机物,储存能量
二氧化碳
水
光能
叶绿体
有机物
氧气
(储存着能量)
+
+
反应式:
植物通过光合作用合成的有机物,不断被运输到各个组织、器官,为自身和其他生物的生命活动提供物质和能量。
植物的光合作用
发现史
实质和过程
意义
实验:绿叶在光下制造有机物
1.暗处理
——使叶片中原有的淀粉运走或耗尽
2.遮光对照
——形成对照,部分遮光、部分照光
3.酒精脱色
——隔水加热
5.碘液染色
——淀粉遇碘变蓝
4.清水漂洗
——洗掉酒精
6.漂洗观察
——洗掉碘液,观察现象
——见光部分变蓝,遮光部分不变蓝
过程
现象
结论
光是植物制造淀粉不可缺少的条件
淀粉是光合作用的产物
1. 做“绿叶在光下制造有机物”实验时,把天竺葵放黑暗处一昼夜的目的是( )
A. 降低温度
B. 使根停止吸收作用
C. 降低输导组织的运输能力
D. 消耗尽叶肉细胞内储存的有机物
2.在“绿色植物在光下制造有机物”实验中,某同学有黑纸片遮住叶片的一部分。此实验的变量是( )
A. 氧气
B. 温度
C. 二氧化碳
D. 光照
实战训练
3.在“绿叶在光下制造有机物”实验中,将叶片放在盛有酒精的小烧杯水浴加热,这一实验步骤的目的是( )
A. 分解叶片内原有的淀粉
B. 使叶绿素溶解到酒精里
C. 使酒精进入叶片中
D. 使淀粉溶解到水中
4.下列各项物质中,属于光合作用的原料的是( )
A. 二氧化碳和水
B. 有机物和氧气
C. 二氧化碳和氧气
D. 有机物和水
实战训练
5.植物的光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。这一“反应”的实质是( )。
A.把有机物中的能量转变成光能
B.把有机物中的能量释放出来
C.利用光能分解有机物,释放二氧化碳
D.利用光能合成有机物,释放氧气
实战训练
6.人们在饲养金鱼时,常在鱼缸中放些新鲜水草,主要目的是
( )
A.加快鱼缸中有机物的分解
B.清除金鱼的粪便
C.增加水中的氧气含量
D.增加水中的二氧化碳含量
实战训练
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